นักดาราศาสตร์ค้นพบหลุมดำที่ป้อนอาหารเร็วที่สุดในยุคแรกเริ่มของเอกภพ

หลุมดำที่มีชื่อว่า LID-568 เป็นหลุมดำมวลดวงอาทิตย์ 7.2 ล้านดวง ดูเหมือนว่าจะดูดกลืนสสารในอัตรา 40 เท่าของขีดจำกัดเอดดิงตัน และถูกมองว่ามีอยู่หลังจากบิกแบงเพียง 1.5 พันล้านปี

ขีดจำกัดของเอดดิงตันเกี่ยวข้องกับความส่องสว่างสูงสุดที่หลุมดำสามารถทำได้ เช่นเดียวกับความเร็วที่มันสามารถดูดซับสสารได้ โดยที่แรงโน้มถ่วงภายในและความดันภายนอกที่เกิดจากความร้อนของสสารที่ถูกบีบอัดและตกลงมาจะยังคงอยู่ในสมดุล

ดูเหมือนว่า LID-568 จะกินสสารในอัตรา 40 เท่าของขีดจำกัดของเอดดิงตัน

หลุมดำที่กำลังเพิ่มขึ้นนี้ตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของ NASA/ESA/CSA ในตัวอย่างกาแลคซีจากการสำรวจดั้งเดิมของ COSMOS ของจันทรา

กาแลคซีจำนวนนี้สว่างมากในส่วนรังสีเอกซ์ของสเปกตรัม แต่จะมองไม่เห็นในแสงและรังสีอินฟราเรดใกล้

ความไวแสงอินฟราเรดที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของ Webb ช่วยให้สามารถตรวจจับการแผ่รังสีคู่กันที่จางๆ เหล่านี้ได้

LID-568 มีความโดดเด่นในตัวอย่างในเรื่องของการแผ่รังสีเอกซ์ที่รุนแรง แต่ไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนได้จากการสังเกตการณ์ด้วยรังสีเอกซ์เพียงอย่างเดียว

ดังนั้น แทนที่จะใช้สลิตสลิตสเปกโทรสโกปีแบบดั้งเดิม นักวิทยาศาสตร์ที่สนับสนุนเครื่องมือวัดของ Webb แนะนำว่าผู้เขียนการศึกษาใช้สเปกโตรกราฟแบบอินทิกรัลฟิลด์กับNIRSpec ของเวบบ์(Near-Infrared Spectrograph) เครื่องมือวัด

?เนื่องจากลักษณะที่ไม่ชัดเจน การตรวจจับ LID-568 จึงเป็นไปไม่ได้หากไม่มี Webb ดร.เอ็มมานูเอเล ฟารินา นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวเจมินีนานาชาติ และ NOIRLab ของ NSF กล่าว

?การใช้สเปกโตรกราฟแบบอินทิกรัลฟิลด์ถือเป็นนวัตกรรมและจำเป็นสำหรับการสังเกตการณ์ของเรา

?หลุมดำนี้กำลังฉลองอยู่? ดร. Julia Scharwächter จาก International Gemini Observatory และ NOIRLab ของ NSF กล่าว

กรณีสุดโต่งนี้แสดงให้เห็นว่ากลไกการป้อนอาหารเร็วเหนือขีดจำกัดของเอดดิงตันเป็นหนึ่งในคำอธิบายที่เป็นไปได้ว่าทำไมเราจึงเห็นหลุมดำที่หนักมากเหล่านี้ตั้งแต่เริ่มแรกในจักรวาล

ผลลัพธ์เหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการก่อตัวของหลุมดำมวลมหาศาลจากหลุมดำขนาดเล็กกว่า 'เมล็ด' จนถึงขณะนี้ทฤษฎีต่างๆ ยังขาดการยืนยันเชิงสังเกต

การค้นพบหลุมดำที่สะสมซุปเปอร์เอดดิงตันแสดงให้เห็นว่าส่วนสำคัญของการเติบโตของมวลสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการป้อนอาหารอย่างรวดเร็วเพียงครั้งเดียว โดยไม่คำนึงว่าหลุมดำจะมีต้นกำเนิดมาจากเมล็ดแสงหรือหนักก็ตาม ดร. Hyewon Suh จาก International Gemini Observatory และ NOIRLab ของ NSF กล่าว

การค้นพบ LID-568 ยังแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่หลุมดำจะเกินขีดจำกัดของเอดดิงตัน และเป็นโอกาสแรกสำหรับนักดาราศาสตร์ที่จะศึกษาว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร นักดาราศาสตร์กล่าวว่า

?เป็นไปได้ว่าการไหลออกที่ทรงพลังที่พบใน LID-568 อาจทำหน้าที่เป็นวาล์วปล่อยพลังงานส่วนเกินที่เกิดจากการสะสมที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ป้องกันไม่ให้ระบบไม่เสถียรเกินไป?

?เพื่อตรวจสอบกลไกเพิ่มเติม ทีมงานกำลังวางแผนการติดตามผลร่วมกับ Webb

ของพวกเขาผลลัพธ์ปรากฏในวารสารวันนี้ดาราศาสตร์ธรรมชาติ-

-

ซ.ซและคณะ- หลุมดำที่สะสมซุปเปอร์เอดดิงตัน ~1.5?Gyr หลังจากบิ๊กแบงสำรวจด้วย JWSTแนท แอสทรอนเผยแพร่ออนไลน์เมื่อวันที่ 4 พฤศจิกายน 2024; ดอย: 10.1038/s41550-024-02402-9

บทความนี้มีพื้นฐานมาจากข่าวประชาสัมพันธ์ที่จัดทำโดย NOIRLab ของ NSF